השדה המגנטי של כדור הארץ הוא שדה דיפולי.
כלומר, הוא דומה במאפייניו לשדה המגנטי שהיה משרה מוט מגנטי ענק אילו היה מצוי בגלעין כדור הארץ.
בתקופתנו, קווי השדה המגנטי מכוונים מהקוטב הדרומי אל הקוטב הצפוני כך שקווי השדה מצביעים למעלה בהמיספרה הדרומית ולמטה בהמיספרה הצפונית. קוטביות כזו נקראת נורמאלית.
קווי השדה המגנטי של כדור הארץ (התמונה באדיבות האתר scienceblogs)
אולם, לא תמיד היה המצב כזה. ידוע שבמהלך ההיסטוריה הגיאולוגית הקוטביות של השדה המגנטי של כדור הארץ התהפכה פעמים רבות. בחלק מהזמן הקוטביות הייתה נורמאלית ובחלק אחר הפוכה.
בתקופה של קוטביות הפוכה, ניסיון לנווט עם מצפן (אם היה כזה :-)) אל הקוטב הצפוני היה מוביל אותנו הישר אל אנטרקטיקה.
ההיפוך האחרון מקוטביות הפוכה לקוטביות הנורמאלית של ימינו התרחש לפני 780,000 שנה.
הידע אודות היפוכי השדה המגנטי של כדור הארץ מגיע ממדידת התכונות המגנטיות של סלעים המשמרים את תכונות השדה המגנטי ששרר בכדור הארץ בעת היווצרותם.
השאלה מדוע יש לכדור הארץ שדה מגנטי עודנה פתוחה.
התיאוריה המקובלת נקראת גיאו-דינמו ועל פיה מקור השדה המגנטי של כדור הארץ הוא בתנועה של מוליכים חשמליים בגלעין החיצוני. הגלעין החיצוני הוא נוזלי ומורכב בעיקר מברזל וניקל. זרימת הברזל המוליך יוצרת זרם חשמלי המשרה שדה מגנטי. השדה המגנטי, בהיזון חוזר, משרה זרם חשמלי. באופן זה כיוון הזרימה בגלעין החיצוני קובע את קוטביות השדה המגנטי.
השאלה מה גורם להיפוכים בקוטביות השדה המגנטי כנראה קשה עוד יותר.
אחת הדרכים לענות על שאלה זו היא באמצעות מודלים ממוחשבים הפותרים את מערכת המשוואות המתארת את תהליך הדינמו בתנאים השוררים בגלעין החיצוני. מודלים אלו חוזים שכיוון שהזרימה בגלעין החיצוני היא כאוטית, נוצרות בו באופן ספונטני הפרעות (כמו הוריקנים קטנים ומאוד איטיים) שגורמות לאי יציבות בשדה המגנטי. לעיתים ההפרעות הללו גדלות לכדי שינוי בקוטביות השדה.
כפי שהקוטביות של השדה המגנטי התהפכה פעמים רבות בעבר, ניתן לצפות שהיא תתהפך גם בעתיד.
ממחקר התכונות המגנטיות של סלעים ידוע שלפני היפוכים מגנטים עוצמת השדה המגנטי של כדור הארץ נחלשת משמעותית. כיוון שבימינו עוצמת השדה המגנטי חזקה יחסית, ניתן לצפות שהיפוך קוטביות לא יתרחש בעתיד בקרוב.
מאת: לירן גורן
המחלקה למדעי הסביבה וחקר האנרגיה
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.
